美國激光雙光子顯微鏡成像視野是多少

來源: 發(fā)布時間:2021-05-02

FHIRM-TPM 2.0擴大了微型雙光子顯微鏡的適用性和實用性,使神經科學家能夠更自由地探索更多新的行為范式,包括身體運動、長時程的復雜過程,如學習和記憶,社會互動和恐懼條件反射,甚至是慢性疾病的進展和老化,如神經發(fā)生和再生,疾病進展和衰老,以破譯大腦的奧秘。在一批“早鳥項目”中,該系統(tǒng)已被多個研究組應用于不同的模式動物和行為范式,如小鼠的社交新穎性識別、斑胸草雀受***調控后大腦特定神經元變化、新型神經遞質乙酰膽堿探針的傳導適應性分析以及獼猴三腦區(qū)成像等多項研究。依托兩代微型化雙光子成像技術,該團隊還在南京市江北新區(qū)建立了規(guī)模化高通量腦功能成像的南京腦觀象臺(Nanjing Brian Observatory),于2020年12月10日舉辦了落成典禮。通過與世界范圍內的神經科學家進行廣合作,腦觀象臺現正在服務三十多個科研項目,成為開展大型腦科學問題研究的重要科研服務平臺。雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。美國激光雙光子顯微鏡成像視野是多少

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激光共聚掃描顯微鏡脫離了傳統(tǒng)光學顯微鏡的場光源和局部平面成像模式,采用激光束作光源,激光束經照明,經由分光鏡反射至物鏡,并聚焦于樣品上,對標本焦平面上每一點進行掃描。組織樣品中的熒光物質受到刺激后發(fā)出的熒光經原來入射光路直接反向回到分光鏡,通過探測時先聚焦,然后被光探頭收集,轉化為信號輸送到計算機進行處理。這個裝置能讓通過探測的只有焦平面上發(fā)出的熒光,使成像更為清晰準確,同時通過改變物鏡的焦距,能對不同焦平面進行掃描,通過計算機繪出普通顯微鏡無法觀測的三維圖像。而配合了雙光子激發(fā)技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發(fā)揮功效。那么,什么是雙光子激發(fā)技術呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發(fā)技術。國內激光雙光子顯微鏡的成像視野雙光子顯微鏡有這么多優(yōu)點,那么雙光子顯微鏡有哪些應用呢?

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單光子顯微技術是成熟的熒光顯微技術,但由于其使用的激發(fā)光波長較短,成像深度有限;能量較大,會造成對熒光物質的漂白,光毒性嚴重。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實現樣本三維成像要逐點掃描,成像速度慢,對樣本損害大,很難用于長時間活細胞成像。而寬場顯微鏡能夠很好地實現實時動態(tài)成像,光漂白小,因而較早應用于活細胞內的實時檢測,但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實現多維成像。雙光子熒光顯微鏡(Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy)。雙光子顯微成像技術是近些年發(fā)展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發(fā),能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發(fā)波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發(fā)色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發(fā)光子不能激發(fā)樣品,因此背景第,光損傷小,適用于在體檢測。雙光子熒光成像技術能準確定位細胞內置入的微電極位置,從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性。研究者可完整的觀察神經組織的分辨熒光圖像,甚至可以分辨神經細胞單個樹突棘中的鈣分布。

系統(tǒng)示意圖如圖1所示,紅外激光束從藍寶石激光器出射后,由一個光學參量振蕩器(OPO)轉化到可見光波段,產生的可見光脈沖寬度為200 fs, 重復頻率80 MHz,波長在490-750nm范圍內可調諧。光束通過透鏡及平面鏡中繼到包含微透鏡陣列盤和陣列盤的共聚焦掃描單元中,形成用于熒光激發(fā)的多焦點光束。多焦點光束通過一個硅油浸潤的物鏡成像到樣品上,激發(fā)熒光信號。熒光信號由同一個物鏡收集并傳輸到陣列圓盤,產生共焦效應,隔離來自焦平面外的雜散光。雙光子顯微鏡廠家就找因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司;

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利用鈣成像技術記錄大腦活動,隨著功能光學成像技術的發(fā)展,神經學家們已經可以研究腦區(qū)和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,以此細胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應用于實時監(jiān)測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。雙光子顯微鏡大量運營在實驗室當中;進口熒光雙光子顯微鏡多少錢

雙光子顯微鏡可以進行厚的組織樣品拍攝。美國激光雙光子顯微鏡成像視野是多少

指示劑是如何負載細胞,目前有三種在神經元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經元中。此方法方便實驗者控制單個神經元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經元,觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但明顯提高了整體神經元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。(A)單細胞注射法;(B)networkloading法;(C)通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑(expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI)美國激光雙光子顯微鏡成像視野是多少